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日照港实华30万吨级原油码头调头左舷靠泊探讨
作者:日照港引航站  点击次数:417  发布时间:2017-08-14 16:24:30

日照港实华30万吨级原油码头调头左舷靠泊探讨

李海亮


摘要:本文根据日照港实华30万吨级原油码头现状和岚山港区的水文气象特点,在总结前期引领经验的基础上,分析论证了VLCC船舶调头顶流左舷靠泊实华30万吨级原油码头一期第二个泊位的可行性,并对引航过程中重点和难点进行了分析研究。

关键词:VLCC  调头  左舷

0   引言

目前,日照港岚山港区实华30万吨级原油码头一期(油6、油7两个泊位)已经正常运转。根据航道与码头的相对位置和港区的水文气象特点,VLCC靠泊这两个泊位时选择右舷靠泊,即选择在高潮平潮时段或低潮平潮时段顶流顺靠码头。随着日照港的发展,实华30万吨级原油码头二期泊位投产在即,三期泊位也将开工建设,届时四个30万吨级原油泊位将共用一个深水航道,深水航道资源严重不足。在这种情况下,如何尽可能地利用现有航道、码头的自然条件,挖掘航道通航潜力,探寻更多的VLCC 靠泊码头的作业时间,更好地为港航企业提供引航服务成为一个需要解决的问题。

1   实华原油码头一期现状及水文情况

1.1  航道情况

实华深水航道由自然航道和人工疏浚航道组成。从港外至港内依次可分为:(1)锚地航段:从二号锚地中心到301号浮筒附近,此航段距离约3海里,自然水深23.5米。(2)人工航道:人工航道从301345号浮筒,宽度390米,总长度26km,航道走向为 83°22′02″-263°22′02″,航道水深-19.7m。如图1所示。

实华航道

1.2   泊位及旋回水域情况

实华码头一期第二个泊位即油7泊位布置型式为蝶式,码头长405米,码头标高为13米,有四个靠船墩,6个系缆墩。泊位前沿回旋水域位于泊位正前方,码头前沿泊位有效长度440米,泊位宽120 米,泊位水深-23.3米。回旋水域成圆形布置,回旋圆直径为2.5倍设计船长,直径 835 米。码头轴线走向为40°220°。与实华一期油6泊位椭圆形旋回水域叠加,最后得到一期两个泊位共用的近似椭圆的回旋水域,其长轴1170m、短轴670m,水深-23.3m。如图2

岚山港区VLCC油轮码头示意图

1.3  水文特点

岚山港区为正规半日潮,涨潮主流向为西南向,落潮主流向为东北向,主流向与码头

走向基本一致。涨潮流历时略短于落潮流历时,平均涨潮历时为5小时38分;平均落潮历时为6小时47分,涨潮流速明显强于落潮流速。高潮过后1h,潮流转为落潮流方向,经过 3h左右落潮流流速达到最大。低潮过后1h,潮流转向涨潮流方向,经过3h左右涨潮流流速达到最大。实华航道自 339#浮筒向内至港池段,潮汐受岚山港东防波堤和岚桥港防波堤的影响,流水变化复杂。

2   潮水落末涨初调头左舷靠泊时机分析

2.1  靠泊时机分析

根据作业要求,VLCC引航靠泊作业需要在白天,风力≤6级,浪高≤1.5米,平流或相对缓流,顶流靠泊。由于一个潮水期间流水速度较缓的时机,只有高潮平潮和低潮平潮前后。高潮平潮前的1-2小时,流速较快,目前不具备靠泊作业的可能;高潮后的1-2小时的流水较缓,主要考虑18米以上满载VLCC。低潮前的1-2小时左右,考虑吃水在18米以下的VLCC 靠泊作业。剩下的缓流时刻只有低潮后1-2小时,而此期间码头边的水流已由落潮转为涨潮,所以在进港后调头顶流靠泊。考虑到船舶航行时间和潮汐情况,我们确定进港时机应选择在:低潮前2小时左右。

2.2  可行性分析:

2.2.1  实华航道设计水深19.7米,码头前沿设计水深23.3米,对于半载VLCC15万吨的满载船在密切监控航道水深变化、控制船舶吃水的情况下航行在实华深水航道及码头前沿水域是安全的。

2.2.2  调头靠泊时机选择在潮水较缓时,并且船首要顶流,减轻漂移量,有利于控制船位。根据潮流资料,低潮后1小时内,码头前沿处于微涨时,有利于顶流调头和左舷靠泊。

2.2.3  码头前沿调头区域设计回旋圆直径为835米,满足在充足拖轮协助下调头所需的2.5倍设计船长。油6和油7泊位共用的是长轴1170m、短轴670m的椭圆形旋回水域,但由于船舶惯性巨大,调头操纵时船速较低,船舶无舵效,并且船舶漂移较大,应合理运用拖轮协助调头。如图3

3  泊位前沿回旋水域示意图

2.2.4  码头设计制动水域1700米左右,并且航道与码头制动水域走向呈40度角,船舶旋回过程存在横向速度和角速度使螺旋桨推进效率和转速降低造成其速度大幅下降,并且在航道中可以借助拖轮的协助逐步控制速度,进港后能够有效制动。

2.2.5  VLCC靠泊作业一般需要6艘大马力拖轮,在受限水域180度调头靠泊时,更需要充足的拖轮力量进行控制,为支持实华原油码头的生产,日照港在岚山港区拖轮不足的情况下,可以跨港区调配拖轮。

3   初步确定调头左舷靠泊船型

在保证安全的基础上,按照循序渐进的原则和实华深水航道的使用分配情况,目前主要选择VLCC半载(吃水14米以下)及15万吨的满载船(吃水15米以下)船舶进行落末初涨调头左舷顶流靠泊实华一期第二个泊位,在积累足够的调头靠泊经验后在安全的基础上逐步放宽。

4   引航方案要点

4.1  充分考虑VLCC船舶操纵性能

VLCC就其操纵性能而言,具有质量大,单位排水量的主机功率较一般船舶低,变速机动操纵较为迟钝,停船性能较差;船型肥大粗短,方形系数、长宽比、船宽与吃水之比均较高,肥大短粗的船型决定了超大型船舶对操舵的追随性差等特点。超大型船舶因其对舵的追随性较差,舵对船舶航向的控制能力较低,尤其是在低速淌航中的超大型船舶可以保向的最低航速远较一般船舶高,超大型船舶在余速4节可能就无舵效。当船舶接近泊位在航道内停车淌航后基本没有舵效,不得不依靠短暂使用主机进车来不时地提高舵效,以控制航向,保持船位,因而带来了船舶余速过高的风险。满载的VLCC操纵性指数KT 都大,虽然旋回性好,定常旋回圈较小,但是其追随性差,操舵后应舵慢,从开始操舵到进入稳定旋回时间长,回转初径和横距大,加之船体肥大,实际旋回圈较大。

4.2  注意船位控制

由于受到落流的影响,在最初阶段船舶遭遇的流压会比较大;随着低潮来临,船舶在后阶段受到的流压会逐渐减小。因此,要根据潮流的变化及时调整船舶的位置,使船位始终保持在航道的中央稍偏上风流侧。在操纵中要注意观察船舶实际受风流影响的情况,在航道内调整航向时应充分考虑到连续转向可能导致船位的变化,防止被流水压出航道。在到达最后一对浮筒附近时,潮水可能已经慢慢开始由落转为初涨了,船位逐渐往下调整,为进入码头前沿的旋回水域回转做准备,但注意不要被潮水压出航道外;必要时,要及时用车配合拖轮制动。倒车减速时一定要注意船首的偏转。船舶调头时应尽可能处于上风或上游位置,一定要利用拖轮控制风流的影响。吹拢风调头时,要注意选择合适的调头起点,与码头之间的距离不能太近,否则调头完成后,距码头太近或根本无法完成调头而形成危险态势。

4.3  速度控制

为了保证减载后的VLCC在码头平流或初涨缓流时,即低潮前2小时左右进港并在潮流转为初涨潮流时靠泊,严格掌握船舶抵达泊位及经过各对浮筒的时间。在制定靠泊计划时,应根据当天的风流及潮汐情况,控制好船舶到达301号浮的时间为码头低潮前2小时左右,到达最后一对343/344号浮筒附近时间为低潮时刻。VLCC进入人工疏浚航道即正横315/316号浮时,速度保持在11节左右。过329/330号浮时速度控制在9节左右并逐步减速,过335/336浮时可用船尾拖轮拖曳减速,同时主机以微速进以维持舵效,如果航向不能把定,也可用船首拖轮协助保向。到达344浮进入港池后,航速控制在4节以下,停车淌航,在拖轮的协助下减速进入旋回区。

4.4  配备足够的拖轮

船舶在靠离泊过程中,需要克服风、浪、流的作用力,随着船舶的大型化,传统的自力靠泊方式已不适用,拖轮已经成为大型化船舶靠离泊操纵必不可少的协助手段。协助船舶靠泊所需的拖轮数量和功率取决于船舶尺度、作业条件(风、浪、流等)等因素。除靠离泊码头外,拖轮在大船调头、减速等方面都有着不可替代的作用。除配备足够功率的拖轮外,还要合理安排拖轮的工作方式,并要考虑其局限性。

4.5  充分考虑各种突发状况,做好应急准备

做好随时应对各种突发状况包括能见度不良、主机舵机失控、拖轮断缆等情况的心理准备。并方针对应急情况制定相应的应急计划,做好应急预案。

5   实船引航操纵

5.1  船舶资料

船名:波罗梦想 Apollo Dream  国籍:巴拿马  船长:339.5m  船宽:60m

总吨位: 159553 净吨位:106356  载重吨:312073T  实际载货:135416T  

吃水: DF=12.0M/DM=12.0M/DA=12.0M

5.2  水文气象等条件

2016520日照港岚山港区潮汐情况:低潮 1140h/160cm;高潮 0514h/487cm

当日气象 风力小于 6级、波高小于2.0m、能见度大于1nm

5.3  具体引航过程

0940大船抵达引航员登轮点,速度6节;引航员登轮后,核对船舶相关资料、交流引航方案、了解船舶设备情况,同时命令船舶逐渐加速。

1100 大船平329浮筒,速度10节,开始逐渐减速。

1130 低潮点附近,大船进入港池,速度降至4节以下,所有拖轮都已就位并带好拖缆。

1150 大船调头完毕,进抵泊位外档,大船船位距离泊位3倍船宽左右,船舶与码头交角不超过20度,纵向速度基本为零,向码头靠拢速度处于可控状态。

1220 大船平行靠拢码头。

1340 大船带妥所有缆绳,引航人员离船,进港靠泊作业结束。如图5.

调头轨迹图

5.4  经验总结

此次实船引航操纵基本与制定的方案相一致,但也有些地方需引起我们的注意:(1)由于船舶惯性大,船舶的运动趋势需要及时抑制,调头完毕后需要及时抑制偏转惯性。(2)调头前速度不能太慢,VLCC旋回性能好,旋回时漂角较大,在调头过程中速度下降很快,调头转向前速度宜控制在4节左右。(3)由于实华原油码头靠泊仪是为右舷靠码头设计,当左舷靠泊时引航员读取数据时很不方便,主要借助于GPS引航系统,应充分考虑GPS引航系统数据传输的延时性。

6   注意事项

在具体引航过程中我们还要注意:(1)加强与VTS的沟通,加强瞭望,注意对渔船及其他船舶的瞭望工作,提前安排拖轮和巡逻艇驱赶渔船,保证航道清爽;(2)因为实华码头为开敞式码头,受风浪影响较大,要密切注意风浪情况,防止拖轮因风浪情况不能作业;(3)航道长距离远、引航作业时间长,要密切关注能见度情况,在引航过程中加强和码头联系,随时落实能见度的变化,确保船舶安全引航;(4)携带 GPS 引航系统登船,并充分利用船上的雷达等设备定位;(5)在港池调头过程中,注意流水对船位的影响,合理运用好拖轮及大船车舵的配合,确保整个调头过程中船位控制在港池中间,保证靠泊安全;(6) 严格掌握抵达泊位及各对浮筒的时间和速度,根据航行的具体情况及时调整引航计划,保证按计划进行。

7   结束语

经过严格的评估论证和实船引航操纵,30万吨级半载 VLCC(吃水≤14米)及15万吨满载油轮(吃水≤15 米),在合适的水文气象条件下,选择在落末涨初进港调头左舷靠泊实华原油码头一期第二个泊位是可行的。在此基础上将不断总结引航经验,提高引航技能,在引航生产组织调度方面加强与港方的沟通协调,科学合理安排不同载货、吃水情况的船舶进港顺序,提高深水航道的利用率,为港口提供更安全更优质的引航服务。

参考文献

[1] 洪碧光.船舶操作[M].大连海事大学出版社,2008.5.

[2] 船舶落末进港涨初调头靠泊方案研究及其风险评估



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